ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ МАШИН ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЛОДОВ

Здесь Qр = 100 Сi /ni - фактически обнаруженное количество (%) дефектных (недозрелых или перезрелых) плодов в пробе, %,

Сi – число обнаруженных при разрезе дефектных плодов, шт.,

ni – количество плодов в пробе на разрез, шт.

Полученное значение Qр ГОСТом 7177-80 рекомендуется распространять на всю партию. Однако видно (табл. 4), что ни одна строка результатов анализа при определенном в пробу количестве плодов (10 и 50 шт.) не удовлетворяет выдвинутым ранее (наиболее употребительным в товароведческой практике) условиям (Л.А.Ноулер, 1989г.):

- риск поставщика не должен превышать 0,03 (3%);

• риск потребителя не должен превышать 0,1 (10%);
• приемлемый уровень качества Qо = 0,03 (3%);
• неприемлемый уровень качества Q1 = 0,10 (10%).

Расчеты показывают, что этим условиям могут соответствовать данные при анализе не менее 80 плодов в пробе. Естественно, что разрезать такое количество плодов недопустимо. Отсюда вытекает настоятельная необходимость выявления методов и технических средств для неразрушающего контроля зрелости плодов арбуза.

Начиная с 70-х годов обнаруживается повышение интереса исследователей к изменению физико-механических, химических свойств плодов арбуза с созреванием. Однако, ни один из исследованных способов измерения параметров не позволяет пока установить четкие различия между четырьмя основными фазами зрелости плодов. Не имеется до сих пор и устройств для реализации имеющихся различий.

Выполненная нами работа показала, что [83]:

• электропроводные свойства тканей коры и мякоти плодов арбуза с созреванием изменяются и могут использоваться для разработки технических средств контроля зрелости плодов; для определения сопротивления одинаково пригодны замеры в любом месте на поверхности плода с расстоянием между электродами 60 мм и более вплоть до диаметрально противоположного, исключая зоны, примыкающие к плодоножке и цветоложу; база электродов может быть расположена как вдоль, так и поперек оси плода;

сопротивление коры протеканию переменного тока частотой 1,0 МГц составляет 400…615 Ом, а мякоти – 1320…1740 Ом; с созреванием различия между сопротивлением коры и мякоти увеличиваются;

• накол коры плода металлическим электродом диаметром 2 мм на глубину до 4 мм не ухудшает сохранность плодов как в полевых условиях (на плети), так и сорванных (при хранении на заготовительных пунктах и перевозимых навалом и в контейнерах);
• показатели прибора для плодов незрелых, недозрелых, зрелых и перезрелых статистически различимы между собой; способ определения зрелости признан изобретением (а.с. №899005).

В соответствии с разработанным техническим заданием специалистами Астраханского радиотехнического техникума в 1980 году создана конструкция и изготовлено 5 опытных образцов прибора для определения степени зрелости арбузов (условная марка ЗА-1). Приборы проходили проверку как в Астраханской обл, так и на Быковской бахчевой опытно-селекционной станции (Волгоградская обл), на Украине и в Узбекистане. В целом по результатам проверки данные соответствуют полученным в Астраханской обл.

Замеры прибором проводили как в полевых условиях (в период от завязывания плода до его срыва), так и среди собранных в кучах, а так же после транспортировки навалом в автомашинах, железнодорожных вагонах и в контейнерах водным транспортом.

Вычисление коэффициентов корреляции между величиной силы тока (1) через плоды арбуза сорта Астраханский с такими показателями как размер(2), сумма сухих растворимых веществ в соке мякоти (3) и ее дегустационной оценкой (5) показали наличие статистически существенной связи между этими показателями (табл.5).

5.-Показатели корреляционного анализа

Частота тока, кГц	Индекс анализируемой связи	r ± tSr	tr
400	1-2 1-3 1-5	0,65±0,09 0,72±0,07 0,65±0,09	14,73) 19,93) 14,83)
1500	1-2 1-3 1-5	0,65±0,09 0,70±0,08 0,71±0,07	15,13) 18,23) 19,13)
Примечание: Теоретическое значение критерия t (Стьюдента) при V = 175-2=173 равны (1,96-2,58-3,29)

Рассчитанные на ЭВМ ЕС-1020 уравнения криволинейной регрессии зависимости силы тока через плод (J, mA) от зрелости (Z, баллов), суммы сухих растворимых веществ в соке мякоти (S,%) и массы плода (m,кг) имеют вид:

J = 5,32 + 0,78Z+0,61m-0,04Z2-0,03m2 – 0,06mZ……………………..(10)

J = 2,21 + 0,87S + 0,56m – 0,02S2- 0.05mS …………………………….(11)

Зависимости статистически достоверны с вероятностью более 99% т.к. Fф= 37,6 >F0,99 = 6,8 для 1 =2-1=1 и 2 = 359-2 =357.

Графическое выражение зависимости (10) для сложившегося в опыте состава плодов по массе свидетельствует (рис.4) об устойчивом увеличении силы тока через плод с его созреванием от незрелых к зрелым. Различия показателя для плодов зрелых (балл 5-6) и перезрелых (балл 8-9) отсутствуют.

Рис. 4. Зависимость силы тока от степени зрелости плода

( f = 400 кГц, U = 4,0 В)

Исследование полученной зависимости J= f(mS) в трехмерном пространстве (рис.5), выполненное с помощью вычислительной техники по программе MATHCAD, показало, что с увеличением массы увеличение силы тока через плод с накоплением суммы сухих веществ ослабевает. Но все же мелкий плод с малым количеством сухих веществ оказывает большее сопротивление электрическому току, чем крупный с большим количеством сухих веществ. Установленная закономерность может быть использована для разделения плодов арбуза по качеству.

Рис.5. Поверхность отклика зависимости J=f (m,S)

Действительно, задавшись требуемым значением показателя (то ли зрелости, то ли суммы сухих растворимых веществ по требованию заказчика продукции), можно определить величину силы тока по прибору, разделяющую обследуемую партию на годную и не годную к приемке.

Опыт использования прибора в товароведческой практике показал, что:

- при соотношении в исходном образце незрелых, недозрелых и зрелых как 20:30:50 товарность отсортированных плодов составляла 95-100%, потери товарных плодов среди отбракованных незрелых 0-2,6%;

- сохранность плодов после наколов коры электродами прибора ЗА-1 в местах отгрузки после транспортировки навалом в железнодорожных вагонах и в контейнерах водным транспортом была высокой и не отличалась от плодов без наколов электродами;

- анализ статистического (ранжированного) ряда плодов среднего образца, организованного в соответствии с предлагаемой методикой [83], во-первых, никогда не приводит к завышению фактически имеющейся примеси незрелых плодов и, во-вторых, позволяет при уровне потерь зрелых на разрез в пределах 2-5% (вместо 11,9…18,3%) определить, соответствует ли партия ГОСТ 7177-80.

- дегустационная оценка мякоти плодов определяется не только зрелостью, но и суммой других показателей (сумма сухих растворимых веществ, структура мякоти и т.п.), а потому тарировку прибора надо проводить на пригодность к употреблению в свежем виде по комплексу показателей;

- действующий ГОСТ 7177-80 нуждается в уточнении формулировок показателей, применяемых при оценке качества плодов.

Глава 9. Эффективность перспективной системы машин в бахчеводстве.

Разработанный проект раздела Р 6.4 «Комплекс машин для возделывания, уборки и послеуборочной обработки бахчевых культур» системы машин на период 1991-1995 гг. включает 27 технических средств, в том числе 17 базовых машин и 10 приспособлений. Двенадцать из них предназначены для использования при возделывании на ровной поверхности (87).

Разработанный типаж машинных технологий охватывает все перспективные природно-экономические зоны РФ и стран СНГ пригодные для производства бахчевых культур. Расчетные значения эффективности перспективной (новой) системы машин приведены в табл.6

Здесь под базовой принята технология возделывания с использованном машин и орудий общего назначения. Новый комплекс машин предполагает использование таких освоенных промышленностью специализированных машин как сеялка СБН-3, культиватор КНБ-5,4, приспособления к бахчевым сеялкам для внесения гербицидов (Р 64.01.1), приспособление к культиваторам для прополки в рядках ППР-5,4, транспортер ТШП-25.

Применение комплекса специализированных машин снижает затраты труда с 19,8 до 7,0 чел.-ч/т, или в 2,8 раза, а затраты энергии с 4908 до 4142724 МДж, или на 44,3%. Коэффициент энергетической эффективности возрастает с 0,33 до 0,60 или в 1,8 раза.

6.-Затраты на производство плодов арбуза в условиях орошения дождеванием

Операции технологического процесса	Затраты труда по периодам освоения системы машин чел.-ч/га		Затраты энергии по периодам освоения машин, МДЖ/га
	базовый	освоенный промышленностью	базовый	освоенный промышленностью
Основная и предпосевная обработка почвы	9,5	9,5	7802	7802
Посев	0,7	0,9	715	791
Уход за посевами	214,8	118,0	54607	50772
Уборка плодов	171,9	114,9	9016	9981
Материалы	-	-	26013	26013
Всего: на 1 га на 1 т	396,9 19,8	243,3 7,0	98153 4908	95359 2724